聚酯瓶片PET性能与间苯二甲酸含量影响因素的研究

聚酯瓶片PET性能与间苯二甲酸含量影响因素的研究 聚酯瓶片PET性能与间苯二甲酸含量影响 因素的研究 科研开发化工科技,2007,15(3):2l,22SCIENCE&TECHN()LOGYINCHEMICALINDUSTRY 聚酯瓶片PET性能与间苯二甲酸 含量影响因素的研究 田华,戴志彬 (1.江苏徐州工业职业技术学院,江苏徐州221006;2.仪征化纤股份有限公司研究院,江苏仪征211900) 摘要:研究了不同间苯二甲酸(IPA)含量对基础切片(CP),增粘切片,吹瓶等过程的影响,IPA"含 量越多,越有利于得到透明性较好的瓶子,但同时随着IPA含量增多,瓶子稳定性能也有下降的趋势,必 须正确选择好IPA含量. 关键词:间苯二甲酸;结晶;瓶级PET;SPP 中图分类号:TQ325文献标识码:A文章编号:1008—051l(2007)03—0021—02 对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种重要的 线性大分子热塑性,由于主链上含有对位苯 环使大分子链刚硬,而分子链中 一 O—CH一CH一的存在,使其又具有一定的 柔性,该结构使PET具有优异的强度,耐热性,耐 化学药品性以及电绝缘性,广泛用于制造纤维,薄 膜,饮料瓶等[1].近年来由于生活水平的提高,瓶 用聚酯呈高速增长的趋势.高粘度瓶片通常是先 制备一定粘度的基础切片(CP),再通过固相缩聚 (SPP)得到高粘度切片.PET饮料瓶生产工序包 括注塑,拉伸,吹瓶等,这些过程都为结晶创造了 条件,如注塑后的冷却过程,瓶胚拉伸吹塑前的预 热等,而制造透明的瓶子,则必须避免结晶.加入 间苯二甲酸(IPA)的目的,既可以破坏分子链规 整性,阻碍分子链运动,降低大分子的结晶能力; 还可降低瓶片的熔点,降低注塑温度,减少由于热 降解而产生的乙醛量[2].作者的目的是研究IPA 含量对瓶片各项性能的影响,以正确指导瓶片的 生产. 1实验部分 1.1主要原料 PTA:纤维级,仪征化纤股份公司;乙二醇 收稿日期:2006—09—08 作者简介:田华(1964一).女,徐州职业技术学院副教 授,主要从事教学和应用化工技术的研究. (EG):纤维级,扬子石化公司;IPA:纤维级,日 本森下化学工业株式会社;醋酸锑:仪征化工总 厂;亚磷酸酯(TPP):市售化学试剂. 1.2主要仪器设备及试验方法 300L不锈钢反应釜,热媒夹套加热,框式搅 拌,变频调速,以显示的电流变化反映釜内物料粘 度变化.依次投入EG,对苯二甲酸(PTA),IPA, 催化剂,用0.1MPaN置换3次后,用N加压到 0.1MPa,70r/min下酯化升温,利用分馏柱顶部 调节阀门调节釜内压力为0.25MPa.酯化温度控 制在230,250?,待出水量达到一定数值后结 束酯化泄压至常压,加入稳定剂TPP,进行升温 降压,45min内温度升到280?,一定真空下聚 合,搅拌电流变化至一定值后,搅拌转速逐渐降至 设定值,再待搅拌电流变化到设定值后,停搅拌, 消真空,结束聚合反应,出料,得CP. CP在BT一6O0真空转鼓中进行固相增粘,固 相增粘温度为210?. 1.3测试 (1)PET特性粘度测定 (苯酚):(四氯乙烷),一l:l为溶剂,溶液质 量浓度0.005a/mL,温度25?,乌氏粘度计测定. (2)端羧基测定 (邻甲酚):(氯仿)=7:3为溶剂,回流溶解 样品,用0.05mol/L的KOH—C2HOH溶液标定. (3)差示扫描量热仪(DSC) ? 22?化工科技第15卷 用Pekin—ElmerDSC一7热分析仪,将样品升 温至280.C,停留3min,以500?/rain的速度骤 冷,于20?/min,氮气气氛下测试. 2结果与讨论 2.1IPA质量分数对OP合成及性能的影响 CP聚合工艺数据见表1.由表1可看出,随 IPA质量分数增加,酯化时间缩短,缩聚时问略有 延长.这是由于IPA在EG中溶解度比PTA高, IPA质量分数的增加,有利于酯化的进行,另一方 面,IPA破坏了PTA链段的规整性,一定范围内, 随IPA质量分数增加,聚合速度略有下降. 表1CP聚合工艺数据 CP常规性能和DSC数据见表2.从表2可看 出,随IPA增加,对聚酯规整性破坏加强,CP的熔 点随之下降,结晶愈来愈困难,对结晶完整性破坏 程度增加,表现为丁m下降,?H下降,同时熔融 结晶能力下降,丁和?H下降. 表2cP常规性能和DSO数据 2.2IPA质量分数对增粘切片性能的影响 随IPA质量分数增加,增粘切片熔点也随之 下降,其趋势与基础切片相一致,如表3所示.从 表3还可看出,增粘切片较CP端羧基和DEG质 量分数均有不同程度下降,随IPA质量分数的增 加,增粘切片的熔融结晶热(?H)随之下降,有 利于得到透明性较好的瓶坯和瓶子,而熔点下降, 有利于降低注塑温度,减少熔融条件下乙醛的生 成量. 表3增粘切片常规性能和DSO数据 2.3注塑过程中切片参数变化 不同IPA增粘切片注塑过程中粘度变化见表 4.从表4可看出,吹瓶过程中粘度发生变化随 IPA质量分数的增加,粘度降有增大趋势,并且端 羧基也发生变化,同样,IPA质量分数增加,端羧 基增加的量越大.这表明尽管IPA质量分数增加, 有利于得到透明性较好的瓶子,但由于粘度降和 端羧基同时增加,对瓶子稳定性带来不利影响,因 此不能一味地增加IPA含量. 表4不同IPA增粘切片注塑过程中粘度变化 3结论 (1)IPA质量分数的增加,有利于酯化反应, 但聚合速度稍有延长. (2)随IPA质量分数的增加,CP和增粘切片 熔点下降,熔融结晶热下降,有利于获得透明性较 好的瓶子.但随IPA质量分数的增加,吹塑粘度降 和端羧基也随之增加,这对瓶子的稳定性不利. (3)不能盲目地增加IPA质量分数,必须同 时兼顾瓶子透明性能和稳定性能. (下转第31页) 第3期白鹏.等.金属丝网载体气液色谱分离过程的研究?31? [J].离子交换和吸附,2001.17(1):88,90. [6]王学军,赵锁奇,王仁安.制备色谱技术进展[J].青岛大学 .2001,16(4):92,94. [7]王华,韩金玉,常贺英.新型分离技术——工业高效制备色 谱[J].现代化工,2004.24(10):63,65. Studyonseparatingprocessofgas-liquidchromatography usingwiremeshascarrier BAIPeng,SHAOXiang-xiang,YIBing-zhi (SchoolofChemicalEngineering,n口inUniversity,Tianjin300072,China) Abstract:Theapparatusofpreparativegaschromatography,usingwiremeshpackingascarrierofthe stationaryphaseandadoptingthemethodofgasificationinadvanceasanewinjectionmethod,were established.Theprocessforseparatingbinaryazeotropeof1一propanol— waterbytheapparatuswas investigated.Theresultsshowthatitiseffectivetousewiremeshpackingascarrierofthestationary phase.Theinjectionmethodofgasificationinadvancecanincreaseinjectionamounteasily. Keywords:Gas— liquidchromatography;Wiremeshcarrier;Theinjectionmethodofgasificationin advance;Azeotropeseparation (上接第22页) [参考文献] [1]FannDowMing.APlasticusedtOmakepaintsand Varnish[J].PolymerEngineeringandScience,1988, 38(2)l27,3O. [2] [3] 任夕娟,盂家明,等.固相聚合PET及饮料瓶的热性能研究 [刀.合成技术及应用,1998,13(1);13,17. 肖海燕.问苯二甲酸改性PET的结晶行为研究[J].合成技 术及应用,2001,16(1)l6,8. ThestudyontherelationbetweentheamountofIPAand theproperityofPETbottlechip (1.XuzhouCollege FiberCompanyLimited TIANHua.,DAIZhi—Bin0 ofIndustry&Technology ,Yizheng211900,China) Xuzhou221006,China;2.YizhengChemical AbStract:Inthispaper,westudytheinfluenceoftheamountofisophthalicacid(IPA)onthe properitiesofcuttingpiece(CP),thebottlechipandtheproduceofbottle.Withtheincreaseoft he amountofIPA,wecangetthemoretransparentbottle,butthestabilityofbottleisalsoworse,S Owe mustchoosetheproperamountofIPA. Kelywords:Isophthalicacid(IPA);Crystallization;Bottlegradepoly(ethyleneterephthalat e)(PET); Solidphasepolyconsensation(SPP)